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公開番号2024047400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-05
出願番号2022153001
出願日2022-09-26
発明の名称クロック発生装置および駆動装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H03K 3/354 20060101AFI20240329BHJP(基本電子回路)
要約【課題】発振器の起動開始に応じてより安定したクロックを発生するクロック発生装置及びタイマにクロックを供給する駆動装置を提供する。
【解決手段】クロック発生装置1は、入力される制御電圧Voutに応じたクロックFoutを出力する電圧制御発振器と、クロックの周波数と目標周波数との差に応じた制御電圧を発生する制御電圧発生器と、電圧制御発振器の起動期間に電圧制御発振器に供給する起動電圧Vstartを発生する起動電圧発生器と、電圧制御発振器の起動開始から起動期間の間、制御電圧を起動電圧に設定する起動回路と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力される制御電圧に応じたクロックを出力する電圧制御発振器と、
前記クロックの周波数と目標周波数との差に応じた前記制御電圧を発生する制御電圧発生器と、
前記電圧制御発振器の起動期間に前記電圧制御発振器に供給する起動電圧を発生する起動電圧発生器と、
前記電圧制御発振器の起動開始から前記起動期間の間、前記制御電圧を前記起動電圧に設定する起動回路と
を備えるクロック発生装置。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記起動期間は、前記クロックの１周期以上の期間である請求項１に記載のクロック発生装置。
【請求項３】
前記起動期間は、前記電圧制御発振器の起動開始後、前記電圧制御発振器が予め定められた数のクロックパルスを出力するまでの期間である請求項１に記載のクロック発生装置。
【請求項４】
前記起動電圧発生器は、温度変動に応じた前記電圧制御発振器の周波数変動を抑える前記起動電圧を発生する請求項１に記載のクロック発生装置。
【請求項５】
前記起動電圧発生器は、
前記電圧制御発振器の起動中に前記制御電圧の電圧値を記憶する記憶部を有し、
前記電圧制御発振器が一旦停止された後再起動する場合の前記起動期間に前記記憶部に記憶された前記電圧値に応じた前記起動電圧を発生する
請求項１に記載のクロック発生装置。
【請求項６】
前記記憶部は、不揮発性メモリである請求項５に記載のクロック発生装置。
【請求項７】
前記制御電圧発生器は、
前記目標周波数に応じたバイアス電流を発生するバイアス電流源と、
前記クロックの周波数に応じたフィードバック電流を出力する第1変換器と、
前記バイアス電流と前記フィードバック電流との差に応じた前記制御電圧を出力する第２変換器と
を有する請求項１に記載のクロック発生装置。
【請求項８】
スイッチング素子を駆動する駆動装置であって、
入力される制御信号に応じて前記スイッチング素子のオンオフを制御する駆動回路と、
請求項１から７のいずれか一項に記載のクロック発生装置と
を備え、
前記クロック発生装置は、前記駆動装置内において計時に用いられるタイマに前記クロックを供給する
駆動装置。
【請求項９】
前記電圧制御発振器は、前記スイッチング素子のオンを指示する前記制御信号に応じて起動され、前記スイッチング素子のオフを指示する前記制御信号に応じて停止される請求項８に記載の駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロック発生装置および駆動装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「前記リングオシレータの発振周波数の変動を検出する周波数検知回路であって、一方の信号電極が電源に接続され、駆動電極に前記リングオシレータの出力信号が印加されるトランジスタと、前記トランジスタの他方の信号電極と接地との間に設けられる抵抗素子と、前記抵抗素子に並列に接続されるコンデンサ回路であって直列に接続した複数のコンデンサからなり各接続端から電圧レベル値を示す分圧信号を出力するコンデンサ回路とを備える周波数検知回路と」を備え（請求項１）、分圧信号の電圧レベルに応じてリングオシレータの発振経路内に介在させる遅延回路を選択する発振周波数補正回路が記載されている（請求項１）。
【０００３】
特許文献２には、「リングオシレータ２は、供給される電圧が上昇すると発振周波数が低下する特性を持つ。そこで、実施の形態１では、リングオシレータ２が正の温度特性を持つ場合、このリングオシレータ２に供給する電源電圧Ｖｄにも正の温度特性を持たせることによって、温度に対する発振周波数の変化を抑制する補正を行う」と記載されている（段落００１７）。
【０００４】
特許文献３には、「前記複数のインバータがリング状に接続されたリングオシレータと、前記複数のインバータのうち、所望の少なくとも１つのインバータの出力端子に選択的に接続された少なくとも１つのキャパシタと、前記複数のインバータのうち、前記キャパシタが出力端子に接続された前記インバータの電源端子に選択的に接続され、前記インバータを動作させる動作電流を調整する少なくとも１つの電流調整用トランジスタと」を備える発振回路が記載されている（請求項１）。
【０００５】
非特許文献１には、「周波数同期ループ技術に基づき温度依存性が小さいクロックパルスを生成する」参照クロック源回路が記載されている（第２頁左欄２．参照）。参照クロック源回路は、「正の温度依存性を持つ低抵抗ポリシリコンＲ
Ｐ
と、負の温度依存性を持つ高抵抗ポリシリコンＲ
Ｎ
と」を用いたバイアス電流生成回路を有する（第２頁左欄２．１．１参照）。
【０００６】
特許文献４には、「次に、イネーブル信号ＥＮがハイレベルに遷移して、非活性の状態に移行するとする」（段落００７１）、「この時、スイッチ部は導通（ＯＮ）して、フローティング状態となっている制御部７１に代わって、電位発生回路２１により制御線ＶＲの電圧レベルが所定電圧ＶＲ２となる。ここで、所定電圧ＶＲ２としては発振周波数制御信号ＶＲと同等の電圧レベルであることが好ましい」（段落００７２）、および「イネーブル信号ＥＮが再度ローレベルに遷移して活性状態に移行すると、スイッチ部１１が非道通（ＯＦＦ）となって電位発生回路２１が制御線ＶＲから切り離されると共に、制御部７１および発振部８１０が共に活性化する」（段落００７３）と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００４－５６５６１号公報
［特許文献２］特開２０２１－１７０７１６号公報
［特許文献３］特開２００８－９９０９３号公報
［特許文献４］特開２００３－３３２８９１号公報
［非特許文献］
［非特許文献１］上野憲一、浅井哲也、雨宮好二、「周波数同期技術を用いたオンチップCMOS参照クロック源回路」、電子情報通信学会、電子情報通信学会技術研究報告（信学技報）１０９（２１４）、第１５９～１６４頁、２００９年１０月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発振器の起動開始に応じてより安定したクロックを発生するクロック発生装置を実現することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様においては、入力される制御電圧に応じたクロックを出力する電圧制御発振器と、クロックの周波数と目標周波数との差に応じた制御電圧を発生する制御電圧発生器と、電圧制御発振器の起動期間に電圧制御発振器に供給する起動電圧を発生する起動電圧発生器と、電圧制御発振器の起動開始から起動期間の間、制御電圧を起動電圧に設定する起動回路とを備えるクロック発生装置を提供する。
【０００９】
上記のクロック発生装置において、起動期間は、クロックの１周期以上の期間であってよい。
【００１０】
上記のいずれかのクロック発生装置において、起動期間は、電圧制御発振器の起動開始後、電圧制御発振器が予め定められた数のクロックパルスを出力するまでの期間であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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